【題目】二氧化氯(ClO2,黃綠色易溶于水的氣體)是高效、低毒的消毒劑,答下列問題:

(1)工業(yè)上可用KC1O3與Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2該反應(yīng)氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為_______________

(2)實(shí)驗(yàn)室用NH4Cl、鹽酸、NaClO2(亞氯酸鈉)為原料,通過以下過程制備ClO2

圖1 圖2

①電解時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________________ 。

②溶液X中大量存在的陰離子有________________________________________________ 。

③除去ClO2中的NH3可選用的試劑是 ___________________(填標(biāo)號(hào))。

a.水 b堿石灰 c.濃硫酸 d.飽和食鹽水

(3)用上圖2裝置可以測定混合氣中ClO2的含量:

Ⅰ.在錐形瓶中加入足量的碘化鉀,用50 mL水溶解后,再加入 3 mL 稀硫酸:

Ⅱ.在玻璃液封裝置中加入水.使液面沒過玻璃液封管的管口;

Ⅲ.將一定量的混合氣體通入錐形瓶中吸收;

Ⅳ.將玻璃液封裝置中的水倒入錐形瓶中:

Ⅴ.用0.1000 mol·L-1硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定錐形瓶中的溶液(I2+2S2O32-=2I+S4O62-),指示劑顯示終點(diǎn)時(shí)共用去20.00 mL硫代硫酸鈉溶液。在此過程中:

①錐形瓶內(nèi)ClO2與碘化鉀反應(yīng)的離子方程式為_______________________________。

②玻璃液封裝置的作用是________________________________________________

③V中加入的指示劑通常為___________,滴定至終點(diǎn)的現(xiàn)象是_________________________。

④測得混合氣中ClO2的質(zhì)量為____________________________ g.。

(4)O2處理過的飲用水會(huì)含有一定最的亞氯酸鹽。若要除去超標(biāo)的亞氯酸鹽,下列物庾最適宜的是________(填標(biāo)號(hào))。

a.明礬 b.碘化鉀 c.鹽酸 d.硫酸亞鐵

【答案】2:1NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3 Cl、OHc2ClO2+10I+8H=2Cl+5I2+4H2O吸收殘余的二氧化氯氣體(避免碘的逸出)淀粉溶液溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色,且半分鐘內(nèi)溶液顏色不再改變0.02700d

【解析】

(1) KC1O3→ClO2中,氯元素的化合價(jià)降低,KC1O3是氧化劑;Na2SO3在反應(yīng)中作還原劑被氧化為Na2SO4;根據(jù)電子得失守恒可知:n(KC1O3)×(5-4)= n(Na2SO3) ×(6-4),計(jì)算得n(KC1O3):n(Na2SO3)=2:1;正確答案:2:1。

(2) ①由生產(chǎn)流程可知氯化銨在鹽酸溶液中電解,陰極生成氫氣,陽極生成NCl3,電解方程式為:NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3 正確答案:NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3。

在NCl3溶液中加入NaClO2,可生成ClO2、NH3和X,發(fā)生NCl3+NaClO2+H2O→ClO2+NH3+NaOH+NaCl,溶液X中大量存在的陰離子有Cl-、OH-;正確答案:Cl-、OH-。

③a.ClO2易溶于水,不能利用水吸收氨氣,故錯(cuò)誤;

b.堿石灰不能吸收氨氣,故錯(cuò)誤;

c.濃硫酸可以吸收氨氣,且不影響ClO2,故正確;

d.ClO2易溶于水,不能利用飽和食鹽水除雜,故錯(cuò)誤;

正確選項(xiàng)c。

(3) ①由題目信息可知,ClO2通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應(yīng),氧化I-為I2,自身被還原為Cl-,同時(shí)生成水,反應(yīng)離子方程式為2ClO2+10I-+8H+═2Cl-+5I2+4H2O;正確答案:2ClO2+10I+8H=2Cl+5I2+4H2O。

玻璃液封裝置的作用是吸收殘留的ClO2氣體(避免碘的逸出);正確答案吸收殘余的二氧化氯氣體(避免碘的逸出)。

V中加入的指示劑通常為淀粉溶液,滴定至終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色,且半分鐘內(nèi)不變色;正確答案淀粉溶液;溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色,且半分鐘內(nèi)溶液顏色不再改變。

④已知:2ClO2+10I-+8H+═2Cl-+5I2+4H2O,I2+2S2O32-=2I+S4O62-;含有Na2S2O3物質(zhì)的量為0.02 L×0.1mol/L=0.002 mol,則:根據(jù)關(guān)系式:2ClO2--5I2-10S2O32-可知,2:10= n(ClO2):0.002,n(ClO2)= 0.0004mol,所以m(ClO2)=0.004 mol×67.5g/mol=0.02700g;正確答案:0.02700。

(4) a.因明礬與亞氯酸鹽不反應(yīng),不能消除亞氯酸鹽中亞氯酸根離子,故a錯(cuò)誤;

b.碘化鉀中的碘離子具有還原性,能與亞氯酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng),但會(huì)增加碘單質(zhì)的濃度,不適合對(duì)飲用水的處理,故b錯(cuò)誤;

c.鹽酸會(huì)與亞氯酸根離子反應(yīng)生成氯氣,可能會(huì)使氯氣超標(biāo),何況飲用水中加鹽酸本身不適合,故c錯(cuò)誤;

d.硫酸亞鐵會(huì)與亞氯酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng),使亞氯酸根離子轉(zhuǎn)化為無毒的氯離子,同時(shí)將亞鐵離子氧化為3價(jià)鐵離子,鐵離子由于水解會(huì)生成氫氧化鐵膠體,具有凈水功能,該方法是最理想的方法,故d正確;正確選項(xiàng)d。

練習(xí)冊系列答案
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已知:①M(fèi)nO2能將金屬硫化物中的硫氧化為單質(zhì)硫;

②[Cu(NH3)4]SO4常溫穩(wěn)定,在熱水中會(huì)分解生成NH3;

③部分金屬陽離子生成氫氧化物沉淀的pH范圍如下表所示(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L-1計(jì)算):

開始沉淀的pH

沉淀完全的pH

Fe3+

1.1

3.2

Mn2+

8.3

9.8

Cu2+

4.4

6.4

(1)酸浸時(shí),為了提高浸取率可采取的措施有________________(任寫一種)。

(2)調(diào)節(jié)浸出液pH的范圍為________,其目的是____________________

(3)本工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)是________(寫化學(xué)式)。

(4)在該工藝的“加熱驅(qū)氨”環(huán)節(jié),若加熱的溫度較低或過高,都將造成__________的結(jié)果。

Ⅱ.海水開發(fā)利用的部分過程如下圖所示。

(1)海水中提取的NaCl中若混有少量的KClO3固體(KClO3溶解度隨溫度變化大),可通過______、________、_________的操作凈化。

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1)第①步Fe與過量的濃 HNO3 反應(yīng)的離子方程式為_________,得到濾渣 1 的主要成分為__________

2)第②步加H2O2的作用是做氧化劑,將溶液中的 Fe2+氧化為Fe3+,用H2O2 做氧化劑的優(yōu)點(diǎn)是______。

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